plik


ÿþWzmacniacze operacyjne Idealny tranzystor Idealny tranzystor czyli... czyli... znów o wzmacniaczach operacyjnych znów o wzmacniaczach operacyjnych cz[ 1 Znana z produkcji precyzyjnych, ale trudne, a wnioski oka| si rewelacyjne i za- emitera pBynie i kosztownych ukBadów scalonych fir- skakujce. Zaczynajmy wic! I nie denerwuj prd, praktycznie ma BurrBrown ma w swej ofercie ele- si, |e tak szeroko omawiamy ró|ne czarne taki sam, jak prd ment, nazywany  diamentowym tran- skrzynki. Nie pomiD tych rozwa|aD, bo kolektora (pomija- zystorem (diamond transistor). pózniej oka| si bardzo potrzebne. jc prd bazy). Po- Rys. 4 Skd ta nazwa? Czy jest to zwia- Jak wiadomo, niewa| emiter jest stun nowej epoki? Czy|by miaBby to tranzystor bipolar- w sumie i wej[ciem, i wyj[ciem, niewBa[ci- by nowy element, majcy zastpi ny zaczyna si we skojarzenia mo|e te| wywoBa przedsta- klasyczne tranzystory bipolarne? Do otwiera, gdy na- wienie go w postaci czarnej skrzynki z ry- czego mo|na go wykorzysta? Czy picie baza-emiter sunku 5a. Mo|e nale|aBoby narysowa go Czytelnicy EdW powinni zakupi i wy- ma warto[ inaczej, tak jak na rysunku 5b? próbowa taki element? 0,5V...0,7V. W tym Rys. 3 zakresie napi Symbol  diamentowego tranzysto- bardzo maBe zmiany napicia U wywoBuj BE ra pokazany jest na rysunku 1. du|e zmiany prdu kolektora. Tranzystor Dwie strzaBki w obwodzie emitera mo|na wic nazwa konwerterem (zmian) na- wskazuj, |e prd emitera mo|e picia U na prd I  ilustruje to rysunek 3. BE C pByn w obu kierunkach. A je[li Mo|na te| okre[li  wspóBczynnik przetwa- prd emitera, to zapewne tak|e Rys. 1 rzania napicia na prd bdcy stosunkiem Rys. 5 prd bazy... Intuicja podpowiada, zmian prdu Ic do zmian napicia U . BE |e taki element mo- WspóBczynnik taki nazywamy transkonduk- Najlepiej jednak narysowa go w jednej |e pracowa za- tancj. Wszystko wskazuje, |e czym wikszy z postaci z rysunku 6, zaznaczy przepByw pr- równo w roli tran- ten  wspóBczynnik przetwarzania , tym lepiej. du i opisa jego wBa[ciwo[ci za pomoc bardzo zystora NPN wg Gdy maleDkie zmiany napicia wej[ciowego prostych wzorów (pomijamy maBy prd bazy). rysunku 2a, jak tranzystora wywoBaj du|e zmiany prdu wyj- Przeanalizuj zale|no[ci podane na rysunku 6 i PNP wedBug ry- [ciowego, wtedy nie trzeba si bdzie na przy- i przekonaj si, i| rzeczywi[cie opisuj one sunku 2b. kBad obawia znieksztaBceD nieliniowych. tranzystor (idealny lub zbli|ony do ideaBu). W zasadzie jest Rys. 2 Czarna skrzynka z rysunku 3 nie repre- to prawda, jednak zentuje jednak tranzystora, choby z tego Rys. 6 nie warto wyrzuca na [mietnik posiadanych wzgldu, |e ma tylko dwie koDcówki. Prze- tranzystorów bipolarnych. Sprawa nie jest cie| napicie zawsze mierzy si midzy dwo- wcale taka prosta, jak sugeruje schemat no- ma punktami. Dla koDcówki bazy potrzebny wego elementu. Diamentowe tranzystory nie jest jaki[ punkt odniesienia. W tranzystorze zdominuj rynku z kilku powodów. Aby do- jest to wyprowadzenie emitera. brze zrozumie ich dziaBanie, a tak|e mo|li- Narysowanie tego punktu odniesienia jak wo[ci i ograniczenia, nale|y przypomnie na rysunku 4 jest w zasadzie sBuszne, ale wBa[ciwo[ci zwykBych tranzystorów bipolar- mo|e wprowadzi w bBd. Sugeruje bowiem, Zwró uwag zwBaszcza na rysunek 6b. nych. Przyda si te| wyobra|enie elementów |e istotne jest tu jedynie napiecie U . Tym- Czy widzisz, |e w istocie jest to zródBo pr- BE elektronicznych jako czarnych skrzynek, wy- czasem emiter to nie tylko wej[ciowa koD- dowe sterowane napiciem? Mamy tu naj- kazujcych wBa[ciwo[ci okre[lone prostymi cówka odniesienia. Jest to jednocze[nie koD- prawdziwszy konwerter napicie-prd, tyl- wzorami. Wbrew pozorom nie jest to wcale cówka wyj[ciowa  przecie| przez koDcówk ko troch dziwny, bo w jednej z koDcówek Elektronika dla Wszystkich 94 Wzmacniacze operacyjne wej[ciowych pBynie prd równy prdowi i NE5517 po- wyj[ciowemu. Dalsze rozwa|ania bd Ba- kazany jest na twiejsze, je[li intuicyjnie przedstawisz sobie rysunku 10. dziaBanie tranzystora wBa[nie w ten sposób. General ni e Poniewa| napicie na emiterze pod|a za ukBady te napiciem bazy, mo|na to sobie wyobrazi, dzi aB ani em |e midzy baz a emiterem umieszczony jest przypominaj swego rodzaju bufor. Z kolei prd emitera wzmacniacz jest praktycznie równy prdowi kolektora. operacyjny, Dlatego w literaturze spotyka si tak|e sche- ale maj do- mat zastpczy czy te| model mniej wicej ta- datkowe ob- ki jak na rysunku 7. Pocztkujcym mo|e to wody, dodat- wyda si dziwne, dlatego pozostaDmy przy kowe koD- czarnej skrzynce z rysunku 6b. cówki i dodat- kowe funkcje. Obja[nienie ich roli wykracza poza ramy te- Rys. 11 go artykuBu. DokBadniejszy opis wymienio- nych kostek mo|e si ukaza w EdW, o ile macji technicznych okazuje si, |e  diamen- towy tranzystor o symbolu z rysunku 11a to nie pojedynczy element, lecz... ukBad scalony, zawierajcy przynajmniej kilka tran- zystorów bipolarnych. Pokazuje to rysunek Rys. 7 11b. Zci[lej biorc,  diamentowy tranzystor jest zaznaczon ró|owym kolorem cz[ci ukBadu scalonego OPA660, ukBadu wcale nie Pierwsza niespodzianka nowego, produkowanego od dobrych kilku A teraz powrómy na chwil do rysunku 4. Wy- lat. (Na marginesie dodam, |e oznaczenie obrazmy sobie element albo lepiej ukBad, który OPA nie ma nic wspólnego z wcze[niejszym ma dwa równorzdne wej[cia, przez które OTA. OPA to firmowe oznaczenie wielu praktycznie nie pBynie prd i w którym prd ukBadów opracowanych przez BurrBrown.) wyj[ciowy zale|y od ró|nicy napi miedzy tymi Wyglda jednak na to, |e jest to kolejna wej[ciami. UkBad taki i opisujce go wzory odmiana wzmacniacza operacyjnego, a nie mo|na znalez na rysunku 8. Teraz powiniene[ |aden tranzystor. Oczywi[cie nie ma tu mo- zauwa|y i dobrze zrozumie ró|nic midzy wy o otwieraniu przy napiciu 0,5V...0,7V. czarnymi skrzynkami z rysunków 6b i 8. Wzo- DziaBanie w uproszczeniu jest nastpujce: ry ró|ni si w jednym szczególe  warto[ci Rys. 10 - przy zerowym napiciu miedzy koDców- prdu I . W mode- Czytelnicy upomn si o to w ramach mi- kami B-E prd  kolektora , czyli koDcówki E lu reprezentuj- niankiety. C, jest równy zeru; cym tranzystor - przy pojawieniu si dodatniego napicia (rys. 6) prd I = W poszukiwaniu ideaBu na bazie, prd  kolektora jest, powiedzmy, E I . W modelu z ry- - druga niespodzianka dodatni; C sunku 8 I = 0 prd Rys. 8 I oto poszukujc idealnego tranzystora na- - przy pojawieniu si na bazie napicia ujem- E nie pBynie, czyli tknli[my si na transkonduktancyjny nego, prd wyj[ciowy jest, powiedzmy, ujemny. wej[cie E ma bardzo du| rezystancj. wzmacniacz operacyjny, skdind bardzo po- Poniewa|  wspóBczynnik przetwarzania Czy model z rysunku 8 nie przypomina |yteczny, stosowany kiedy[ do[ czsto napicia na prd, [ci[lej transkonduktancja troch wzmacniacza operacyjnego? w ukBadach elektronicznej regulacji sygna- ma du| warto[, do du|ych zmian prdu Rzeczywi[cie przypomina, ale nie jest to Bów audio, dzi[ ju| mniej popularny. wyj[ciowego wystarcz bardzo maBe zmiany klasyczny wzmacniacz operacyjny, bo sto- Cho z pewno[ci nie jest to nasz wyma- napicia, rzdu miliwoltów. pieD wyj[ciowy jest zródBem prdowym. Te- rzony cudowny tranzystor, jeste[my ju| od I to jest dziaBanie  zwykBego wzmacnia- raz uwaga! Jest to wzmacniacz transkon- niego o jeden drobny kroczek. cza transkonduktancyjnego. Jednak ukBad duktancyjny (transconductance ampli- Teraz ju| wiemy, i| wzmacniacz trans- z rysunku 11 rzeczywi[cie przypomina tro- fier), albo inaczej transkonduktancyjny konduktancyjny (rysunki 8, 9) ró|ni si od ch tranzystor, bo trzecia koDcówka jest jed- wzmacniacz operacyjny (operational poszukiwanego idealnego tranzystora jed- nocze[nie i wej[ciem, i wyj[ciem. Prd  emi- transconductance amplifier, w skrócie nym drobnym, ale niepokojcym szczegóBem tera zawsze ma (a przynajmniej powinien OTA), w którym prd wyj[ciowy zale|y od - prdem wyprowadzenia E. W przypadku mie) warto[ równ prdowi  kolektora . ró|nicy napi wyj[ciowych. Schemat za- zwykBego tranzystora sprawa jest bardzo Ba- Wydaje Ci si to dziwne? Nie przejmuj si stpczy takiego wzmacniacza pokazany jest twa do intuicyjnego pojcia  rozpByw pr- zbytnio. DziaBanie tego dziwolga przeanali- na rysunku 9. Wzmacniacze takie s produ- dów, pokazany na rysunku 2, jest oczywisty. zujemy za miesic i zapewne znów bdziesz kowane jako ukBady scalone, przykBadem s Tak, ale w obwodzie wyj[ciowym (kolekto- zaskoczony. Wcze[niejsze rozwa|ania doty- opracowania oznaczone rze) prd mo|e pByn tylko w jednym kie- czce czarnych skrzynek, zwykBego tranzy- LM13600 i ulepszony runku, a w poszukiwanym idealnym tranzy- stora i wzmacniacza transkonduktancyjnego Rys. 9 LM5517, majce zreszt storze powinien pByn w obu kierunkach. oka| si konieczne, by w peBni zrozumie dodatkowe funkcje. Upro- Jak to mo|liwe? dziaBanie naszego gBównego bohatera. szczony blokowy schemat I oto nadeszBa pora, by uchyli rbka taje- A wic do zobaczenia za miesic! kostek LM13600 mnicy. Ju| po pobie|nym przejrzeniu infor- Piotr Górecki Elektronika dla Wszystkich 95

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
EDW idealny traznystor 02
EdW 01 03
t informatyk12[01] 02 101
r11 01
2570 01
introligators4[02] z2 01 n
Biuletyn 01 12 2014
beetelvoiceXL?? 01
01

więcej podobnych podstron